【正文】 譯文、譯文原文（復(fù)印件）。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。 畢業(yè)論文 基于 51單片機(jī)煤氣報警器 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明 本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按 教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。但是隨著燃?xì)獾膹V泛應(yīng)用，由于燃?xì)庑孤┧l(fā)的爆炸、中毒和火災(zāi)事故也時有發(fā)生，這在某種程度上增加了城市的不安全和不穩(wěn)定因素。經(jīng)過電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線性電路加以補(bǔ)償，使信號線性化，經(jīng)微機(jī)處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，即當(dāng)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到報警設(shè)定值時，燃?xì)鈭缶靼l(fā)出聲光報警信號并可顯示燃?xì)鉂舛然騿油獠柯?lián)運(yùn)設(shè)備。 7 14 信號采集放大電路的設(shè)計(jì) 15 氣敏傳感元件特性 20 存儲器電路的設(shè)計(jì) 24 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 24 鍵盤的工作原理 25 鍵盤的工作方式 31 第五章 軟件設(shè)計(jì) 35 硬件調(diào)試 更有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過高引起煤氣爆炸的事故也不少見。我國特大煤礦事故也是非常嚴(yán)重的，例如 2020年 12月，河北唐山劉官屯煤礦發(fā)生特別重大瓦斯煤塵爆炸事故，造成 108名礦工死亡， 29人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失 4800多萬元。這是近 40 年來最嚴(yán)重的一次煤礦事故。在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域中，如油田、礦山、化工等企業(yè)和家庭中有廣泛的應(yīng)用，也是環(huán)境保護(hù)的重要項(xiàng)目。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 單片機(jī)在工業(yè)控制和儀器儀表智能化的應(yīng)用中扮演著極為重要的角色。有的報警器可自動開啟排風(fēng)扇，把燃?xì)馀懦鍪彝?。?jīng)過電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線性電路加以補(bǔ)償，使信號線性化，經(jīng)微機(jī)處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，即當(dāng)燃?xì)鉂舛?達(dá)到報警設(shè)定值時，燃?xì)鈭缶靼l(fā)出聲光報警信號并可顯示燃?xì)鉂舛然騿油獠柯?lián)運(yùn)設(shè)備（如排風(fēng)扇、電磁閥）?；A(chǔ)、應(yīng)用兩頭依附，是指報警器技術(shù)的發(fā)展依附于敏感機(jī)理、敏感材料、工藝設(shè)備和計(jì)測技術(shù)這四塊基石。技術(shù)、投資兩個密集技術(shù)密集是指報警器在研制和制造過程中技術(shù)的多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性。增加投資和正確的投資方向是提高報警器產(chǎn)業(yè)水平的主要條件之一，也是企事業(yè)決策者謀求最佳經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。 在學(xué)術(shù)交流方面， 1989年 10月由敏感元器件與報警器分會發(fā)起主辦的“ STC〃 89 首屆全國敏感元件與報警器學(xué)術(shù)會議”已延續(xù)至今，固定每兩年召開一次，每逢活動不但國內(nèi) 學(xué)者、企業(yè)家云集且有不少其它國家的人士參加。 “陜西基地”， 1990年 2月成立了“陜西省敏感技術(shù)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司”主要是建立電壓敏、熱敏、汽車電子規(guī)模經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo)。初步建立了敏感元件與報警器產(chǎn)業(yè)。目前全行業(yè)正在執(zhí)行“十五”規(guī)劃， MEMS 等 5 項(xiàng)新型報警器已列入研究開發(fā)的重點(diǎn)；國家計(jì)委決定從 2020 年開始組織實(shí)施的新型電子元器件產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)中有 5項(xiàng)新型敏感元件與報警器已經(jīng)啟動；一些省、市新建立的“報警器產(chǎn)業(yè)基地”、“ MEMS 科技股份有限公司”，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。 系統(tǒng)以氣體傳感器和 AT89C51 單片機(jī)為核心 , 設(shè)計(jì)氣體泄漏報警器。該儀器對一氧化碳進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)一氧化碳的濃度超過允許值時，單片機(jī)控制電路進(jìn)行報警，并通過外接排風(fēng)扇進(jìn)行程控，以防事故發(fā)生。為了方便用戶了解濃度信息，好提前準(zhǔn)備，還采用了顯 示環(huán)節(jié)。可以提供單獨(dú)鎖存的 I/O接口電路很多，這里運(yùn)用了常用的 74LS164 8 位移位寄存器串并轉(zhuǎn)換電路。 本設(shè)計(jì)選用了半導(dǎo)體氣體傳感器，半導(dǎo)體氣體傳感器主要使用半導(dǎo)體氣敏材料。 Vcc(40腳 ):主電源 +5V。當(dāng)采用外部振蕩器時，則此引腳接外部振蕩信號的輸入。 ～ (1～ 8 腳 ):Pl 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O端口。在對 EPROM 編程和驗(yàn)證程序時，它輸入高 8位地 址。 ALE/PROG： ALE 是英文 ADDRESS LATCH ENABLE的縮寫，表示允許地址鎖存允許信號。 EA/VPP：該引腳為低電平時，則讀取外部的程序代碼 (存于外部EPROM 中 )來執(zhí)行程序。訪問外部程序存儲器選通信號，低電平有效。 1）復(fù)位方式 RST 引腳時復(fù)位信號的輸入端。也可以進(jìn)行手動復(fù)位， VCC和 RST引腳之間接一個按鍵，即可以實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位。由于復(fù)位后 PC=0000H,所以程序的執(zhí)行總是從地址 0000H開始的。將外加脈沖加到 INT0 輸入，平時為低電平。在掉電方式下， CPU暫時不工作，但也隨時準(zhǔn)備恢復(fù)工作。下面簡單介紹本設(shè)計(jì)使用到的電源器件：三端固定式集成穩(wěn)壓器。 C1， C2 一般選用滌綸電容，容量為 μ F 或者幾個μ F。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 如上圖所示，三端穩(wěn)壓器的三端是輸入端 Vi、輸出端 VO和公共端COM，使用公共端通常接地。當(dāng)平滑電容距離穩(wěn)壓器很近時，可以省掉陶瓷電容。電路圖如圖 42 所示： 本電路工作時，先將插頭接到 220V 市電上，由開關(guān)接通電源，此時，紅色發(fā)光二極管工作顯示電源接通狀態(tài)。 3)加熱特性 半導(dǎo)體氣敏元件需要在加熱狀態(tài)下工作 ,加熱溫度影響器件的性能 ,加熱功率變化 ,元件電阻及靈敏度也相應(yīng)的有所變化，所以傳感器的工作電源應(yīng)使用穩(wěn)壓電源。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 信號采集放大電路的設(shè)計(jì) 根據(jù) QMN5的性能參數(shù)以及以上所述參數(shù)，可知將信號采集放大的關(guān)鍵是將 QMN5 的可變阻值轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觥? 2） 具有轉(zhuǎn)換起、?？刂贫恕．?dāng)它為高電平浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 時，地址信號進(jìn)入 地址鎖存器中 （ 3） CLOCK（ 10腳）：外部時鐘輸入端。有效信號為一正脈沖。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC立即輸出一個（正）階躍信號，可用來作為 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的查詢信號或中斷的請求信號。 D0為最低有 效位（ LSB）， D7為最高有效位（ MSB）。 （ 9） VCC（ 11 腳）、 GND（ 13 腳）：電源電壓輸入端。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 ADDC 接地， 和 分別控制 ADDB和 ADDA選擇通道 IN0～ IN3。 該器件使用簡單，操作方便，采用 5V 單電源供電，能同時支持字節(jié)寫和頁寫等多種操作方式，讀寫速度快。 I/O0～ I/O7作為 8位數(shù)據(jù)線，是輸入 /輸出數(shù)據(jù)的通道。 顯示電路設(shè)計(jì) LCD1602 的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)通過 P1 口連接，使能端 E、 RW 和 RS分別跟 、 ， VO通過接一個 10K的電位器來控制液晶屏幕的亮度。系統(tǒng)報警器電路圖如下圖 410 所示： 圖 410 系統(tǒng)報警器電路圖 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 矩陣式鍵盤適用于按鍵較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行，列的交叉點(diǎn)上。 鍵盤的工作原理 按鍵設(shè)置在行、列交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。這一點(diǎn)是識別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。 分述如下： 識別鍵盤有無鍵被按下的方法是：讓所有的列線均置 0電平，檢查各行線的變化，則說明有鍵按下，則說明有鍵按下，如果沒有變化，則說明無鍵按下。對于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一確定，所以分別對行號和列號進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個字節(jié)，高 4位式行號，低 4 位是列號將是非常直觀的。鍵盤的工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng) 中 CPU工作的忙、閑情況而定。而在執(zhí)行鍵入命令或是處理鍵入數(shù)據(jù)過程中， CPU 將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU 返回重新掃描鍵盤為止。其間 CPU不能作其他的任何工作，如果 CPU工作量較大的時候，這種方式就不是很實(shí)用。 本設(shè)計(jì)中的鍵盤的上拉電阻均為 10K，電壓為＋ 5v。但都是在RS232 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。這個標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。目前在 IBM PC 機(jī)上的 COM COM2 接口，就是 RS232C 接口。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 元件，也可用集成電路芯片。 ① DB25： PC 和 XT 機(jī)采用 DB25 型連接器 [14]。因此，若與配接 DB25 型連接器的 DCE 設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。為了保證碼元畸變小于 4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定 ，驅(qū)動器的負(fù)載電容應(yīng)小于 2500pF。這兩個設(shè)備狀態(tài)信號有效，只表示設(shè)備本身可用，并不 說明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的控制信號決定。當(dāng) MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時，使該信號有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線 TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。 接收線信號檢出 (Received Line detectionRLSD)—— 用來表示DCE已接通通信鏈路，告知 DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。 ②數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線 發(fā)送數(shù)據(jù) (Transmitted dataTxD)—— 通過 TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到 MODEM， (DTE→ DCE)。主要編程序來控制定時、計(jì)時中斷、和輸出等。 首先要進(jìn)行的是銅線的連接檢查，看看哪里有不易察覺的斷線現(xiàn)象出現(xiàn)。遇到焊盤和焊盤或焊盤和銅線短接時只要用一根細(xì)而硬的針把連在一起的地方刮斷就可以了。 沒有硬件電路，軟件是無法進(jìn)行調(diào)試的，在硬件電路檢查無誤后就可以調(diào)試軟件了。但是在調(diào)試 A/D轉(zhuǎn)換是發(fā)生了意外，在把 A/D轉(zhuǎn)換的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)運(yùn)行后， LCD1602 顯示的是零。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 結(jié) 論 氣體檢測報警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，采用了 AT89C51 單片機(jī)作為核心芯片，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。 氣體報警器能實(shí)時范圍檢測工作，當(dāng)煙霧的濃度達(dá)到設(shè)定的濃度時，發(fā)出聲光報警。在基礎(chǔ)知識和實(shí)際動手能力方面都有明顯的進(jìn)步，在學(xué)習(xí)方法和科研方法上有了一個全新的認(rèn)識，這種科學(xué)認(rèn)識上的進(jìn)步勢必影響我以后所有的工作和學(xué)習(xí)